Способ извлечения хрома из хромитовой руды

 

СОюз СОВРхсних

Социалисгичесних

Рвспч6лик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

° К ПАТЕНТУ 1Ц793409 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 18.02.77 (21) 2453397/22.02 (23) Приоритет — (32) 19.02.76 (51) М. Кл.

С 22 В 34/32

Государственный комнтет (31) 659390 (33) США

Опубликовано 30.12.80. БюллЕтень № 48 ао делам нэобретеннй н открытнй

Рз) -У@к 669.26.з (088.8) Дата опубликования описания 31.12.80 (72) Авторы Иностранцы нзобрЕтения Джон Кларк Стаутер,: и Ричард Тае--Сунг Юм (США) Иностранная фирма

"ЮОП Инк". (CtrlA) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХРОМА ИЗ ХРОМИТОВОЙ

РУДЫ

Изобретение относится к способу извлечения хрома из руд, Известны способы извлечения хрома из руд, состояшие в спечении хромига с карбонатом натрия с последующим выщелачиванием, подкислением, кристаллизацией бихромата натрия и восстановлением до металлического хрома (1)

Прототипом изобретения является способ извлечения хрома путем разложения руды серной кислотой при нагревании и выщелачивания водой с переводом хрома в раствор (21.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность процесса, низкое извлечение хрома.

Целью изобретения является повышение эф фективности процесса и возможность одновременного извлечения марганца.

Эта цель достигается тем, что разложение осущестьляют с введением марга щевого сырья, содержащего двуокись марганца, при температуре 200-500 С и поддержании отношения хромитовой руды к марганцевому сырью и серной кислоте от 1:1:1 до 1:2:10, а раствор после выщелачивания обрабатывают органичсским растворителем или ионообменной смолой для извлечения хрома, а из водной фазы извлекают марганец; а также тем, что в качестве органического растворителя используют амины, а в качестве ионообменной смолы используют а пюнообменную смолу.

Сущность способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 10 r хxр о0м ит о0в о0й р у д ы, со(О держащей 14,4% хрома и 8% железа, вместе с 10 r морских конкреций, содержащих 4,1% железа, 1,2% никеля, 0,9% меди, 0,2% кобальта, 23,2 o марганца (17,9% марганца в виде двуокиси марганца) и 2,32 o воды иэмельче.

15 но до размера 65 меш и объединено. После этого добавляют 30 см серной кислоты (концентрированной) и смесь подвергают нагреву при 400 С в течение примернЬ 10 мин.

Затем смесь охлаждают до 60 С и выще20 лачивают 250 r воды при перемешивании в течение 3 ч и температуре 60 С. Раствор затем отфильтровывают и добавляют 8 г ,смеси хромитовой руды и морских конкрь ций для окисления оставшихся трехвалентных

3 793409 ионов хрома. Полученную смесь помещают в сепаратщонную воронку и добавляют 250 см органического, содержащего 5 об% раствора тикаприлового третичного амина, 5 об.% трибутилфосфата (который добавляют как деэмульгатор) и 90 об.% керосина. Смесь переS мешивают в течение 1 мин и раздел цот. Водную фазу отделяют от органической, содержащей ионы экстрагированного хрома, и органическую фазу затем промывают водой для удаления захваченных марганца и железа.Водную фазу еще раэ подвергают отделению от органического слоя и затем последний об4 рабатывают 250 см 10%-ного раствбпа гидроокиси аммония. Анализом определено, что в процессе экстракции извлечено 93,1% хрома от содержащегося в руде.

Пример 2. Иллюстрация необходимости присутствия марганецсодержащего сое динения, в котором марганец находится в валентном состоянии +4 и присутствует в весовом отношении примерно от 1: i до

1:2 к весу хромитовой руды. Смесь хромитовой руды и морских конкреций обра. ботана, как в примере 1. Результаты этих опытов приведены в таблице.

793409 о о 8

О сч а Й 00 а о

О О 8

О 8 а с ЮЪ

О а 3 г ь

C) l а ev н о о ю \

6 ь фФ

С1

lA ь

Ю м

C)

Ю () 3".

Ю p p . å

"4 .И, ),., ъ 4, Таким образом, виднО, ВТо Koi JJ3 количестВО марганца, п1>исутствующее В морских конкрециях в четырехвалентном состоянии, меньше весового отношения 1:1 (опыты 1 — 7) экстракция хрома отпоснтельно неве)п3ка, т.е. процент экстракции хрома находится в npeJIeJIax от 4,2% до 55,5%. В ))ротивоп6ложность этому, когда количество марганца сасгавляет от 1:iдо 2::1 в весовом отношении к хрому (опыты 8 — 13), экстракция хрома является относительно высокой 81,9—

100%.

П р H м е р 3. Для иллюстрации HOBoJI»" эования другого марганецсодержащего соединения 5 г хромитовой руды и 3 r дзуокиси марганца сме!3)а)30 и Оазмолото до 65 — 100 меш (0,208-,-0,147 мм}. Образец размешан с добавлением 15 см концентрированной сер-!

Вой Iктся, а избыток серной кис;к)ты испарится в Виде дымления, стакан изв))ока!от иэ печи I! Охлажт!а!от на ВОЗТ!ухе, как и в примере 1, смесь подвергают выщелачивапию 250 см воды и перемешивают в магнитной мешалке в течение примерно

3 ч при 60 С. Затем проводят фильтрование и фильтрат Обрабатывают добавочным количест)30М смеси хрОм)гговой руды и Оки. си марганца. После перемешивания и разделения смеси раствор обрабатывают органическим растворителем. состоящим из смеси Дженерал милз аламина 336, трибутилфосфата и керосина. После перемешивания и отстаивания отделяют водный слой от органической фазы.

Последнюю г!Роы)>п3ают в воде для удаления захваченных марганца и железа, После этого коны хрома, присутствующие в органической фазе, отделя)от обработкой органической фазы

IK HûM раствором гидроокиси аммония. Анализ показывает, что этим способом извлечено

92% хрома.

При повторении вышепр)гведенного примера с 5 г двуокиси марганца вместо марга)!девой руды и 20 см концентрированной серной кислоты с нагревом при 300 в течение 10 мин извлечено 94% хрома.

Пример 4. Для иллюстрации необходимости рабочих температур в пределах 200—

500 С выполнены с)!едующие опыты, В одном опыте 10 г хромитовой рудь! смешано с 0,5 г марганцевокислого калия и обработано серной кислотой различных концентраций. Смесь выщелачена 30%-ным раствором серной кислоты при 105 С в течение 3 ч. После этого смесь обрабатывают так, как описаВНИИПИ Заказ 9039/69

Филиал ППП * Патент", г. Ужго

793409

Тираж 694 Подписное род, ул. Проектная 4

10 !

25 но выше, в пред»)ду)ц)3л примерах. Апа)!И3 показывает, что экстрагируется только 6 хрома.

Второй Опыт с использованием марганцевокислого калия проведен путем обработки смеси из 10 г хромитовой руды и 0,5 г марганцевокислого калия SÆс-ным раствором серной кислоты при 112 С в течение 3 ч.

Анализ показывает, что извлечено 11,8% хрома.

Третий опыт с использованием 70%-ного раствора серной кислоты и выщелачиванием при 140 С в течение 3 ч дает извлечение хрома 15,3%. Когда смесь хромитовой руды и маргапцевокислого калия обрабатывают серной кислотой с концентрацией 90% при 155 С в течение 3 ч, фильтрат после анализа показывает присутствие 28,1% экстрагированного хрома. Таким образом, нагрев в пределах от

200 — 500 С является необходимым для достаточно высокого извлечения хрома.

При замене марганецсодержашего окислителя на другой, например, надсернокислый калий (опыт проводят с 1 г к 3 r при 150 С в течение 2 ч с концентрированно!! серной кислотой и 10 г хромита), извлечение хрома составляет соответственно 6,2% и 18,7%.

Формула изобретения

1. Способ извлечения хрома из хромитовой руды, вкл)очающий разно>ке)!ие руды серной кислотой при нагреватп33! и выщелачивание водой с переводом хрома в раствор, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью повышения эффективности процесса и возможности одновременного извлечения марганца, разложение осуществляют с введением марганцевого сырья, содер>кащего двуокись марганца, при температуре 200 — 500 С и подцержании отношения хромитовой руды к марганцевому сырью и серной кислоте от 1:1:1 до 1:2:10, а раствор после выщелачивания обрабатывают органическим растворителем или ионообменной смолой для извлечения хрома, а из водной фазы извлекают марганец.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что в качестве органического растворителя используют амины.

3; Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что В качестве ионообменной смолы используют анионообменную смолу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Салли А., Брэндз Э. Хром. "Металлургия", 1971, с. 21, 2. Авторское свидетельство СССР и 61625, . кл. С 01 G 37/14, 1939.